Question

（13分）氮的固定是幾百年來(lái)科學(xué)家一直研究的課題。

（1）下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值。

反應(yīng)	大氣固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g)	工業(yè)固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
溫度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10-31	0.1	5×108	0.507	0.152

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于__________（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

②分析數(shù)據(jù)可知：人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因__________。

③從平衡視角考慮，工業(yè)固氮應(yīng)該選擇常溫條件，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500℃左右的高溫，解釋其原因_______________________。

（2）工業(yè)固氮反應(yīng)中，在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)（р1、р2）下隨溫度變化的曲線，下圖所示的圖示中，正確的是________（填“A”或“B”）；比較р1、р2的大小關(guān)系_________。

（3）20世紀(jì)末，科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實(shí)現(xiàn)高溫常壓下的電化學(xué)合成氨，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，其實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖如C所示，陰極的電極反應(yīng)式是_____________。

（4）近年，又有科學(xué)家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路，反應(yīng)原理為：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)，則其反應(yīng)熱ΔH＝___________________。

（已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1

2H2(g) +O2(g)2H2O(l) △H＝－571.6kJ·mol－1 ）

Answer 1

（1）①吸熱（1分）

②K值小，正向進(jìn)行的程度小（或轉(zhuǎn)化率低），不適合大規(guī)模生產(chǎn)

③從反應(yīng)速率角度考慮，高溫更好，但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適

（2）A р2＞р1

（3）N2+6e-+6H+2NH3

（4）+1530 kJ·mol－1

【解析】

試題分析：本題以氮的固定為背景考查原理性知識(shí)，通過(guò)K隨溫度的變化判斷，大氣固氮為吸熱反應(yīng)，而且270C時(shí)K值太小，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度小，不適合大規(guī)模生產(chǎn)；人工固氮選擇5000C左右，因?yàn)榭紤]到催化劑的活性；分析工業(yè)固氮的K隨溫度變化，確定為放熱過(guò)程，所以A圖正確，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)大N2的轉(zhuǎn)化率高，所以р2＞р1；利用電化學(xué)反應(yīng)制取氨氣，通入的氮?dú)獍l(fā)生還原反應(yīng)，且介質(zhì)為酸性，從而寫出電極反應(yīng)式：N2+6e-+6H+2NH3；2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)可以由反應(yīng)[（1）×2-（2）×3]得到，根據(jù)蓋斯定律確定其ΔH＝+1530kJ/mol.

考點(diǎn)：平衡常數(shù)的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖像、原電池電極反應(yīng)式的書寫、蓋斯定律。

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點(diǎn)2：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng) 考點(diǎn)3：電解池 試題屬性

• 題型：
• 難度：
• 考核：
• 年級(jí)：